專利名稱：光信息媒體及其試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再生專用光盤、光記錄盤等光信息媒體、以及對具有樹脂層的光信息媒體的保存穩(wěn)定性進(jìn)行試驗的方法。
作為其中之一，例如象人們在DVD(Digital Versatile Disk)中所看到的那樣，有人提議將記錄、再生波長縮短，并且增大再生光學(xué)系統(tǒng)的物鏡的數(shù)值孔徑(NA)，縮小記錄、再生時的激光束點直徑。若將DVD與CD比較，那么，通過將記錄、再生波長從780nm變?yōu)?50nm，將NA從0.45變?yōu)?.6，可達(dá)到6～8倍的記錄容量(4.7GB/面)。
而且，最近，為了長時間地記錄高清晰度的活動圖象，人們正在進(jìn)行試驗，想要通過將記錄、再生波長縮短到400nm，并將物鏡的數(shù)值孔徑增大到0.85的程度，達(dá)到DVD的4倍以上，即20GB/面以上的記錄容量。
但是，若這樣地進(jìn)行高NA化，那么，傾斜容限就會變小。傾斜容限是對于光學(xué)系統(tǒng)的光盤的傾斜的容許度，并由NA決定。若將記錄、再生波長假定為λ，將記錄、再生光入射的透明基體的厚度假定為t，那么，傾斜容限與λ/(t·NA3)成比例。另外，若光盤相對激光束傾斜，即，若發(fā)生傾斜，則產(chǎn)生波象差(慧形象差)。若假定基體的折射率為n、傾角為θ，那么波象差系數(shù)用
(1/2)·t·{n2·sinθ·cosθ}·NA3/(n2-sin2θ)-5/2表示。由這些式子可知，為了增大孔徑容限、并且抑制慧形象差的發(fā)生，可以減小基體的厚度。實際上，DVD中，通過將基體的厚度規(guī)定為CD基體厚度(1.2nm程度)的大約一半(0.6nm程度)，確保傾斜容限。
但是，為了長時間地記錄更高清晰度的活動圖象，有人提議能夠?qū)⒒w做得更薄的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)就是使用普通厚度的基體作為用來保持剛性的支撐基體，在其表面形成凹坑和記錄層，在其上面設(shè)置厚度為100μm左右的光透射層，并通過該光透射層使記錄、再生光入射。在該結(jié)構(gòu)中，與以往比較，由于能使基體顯著地變薄，因此，能夠達(dá)到高NA化的高記錄密度。具有這樣的結(jié)構(gòu)的光盤，記載在例如日本專利特開平10-289489號公報中。在該公報中，由光硬化性樹脂構(gòu)成光透射層。
但是，若由紫外線硬化型樹脂等光硬化性樹脂構(gòu)成光透射層，由于在硬化時發(fā)生的收縮，因此，在光盤中發(fā)生翻卷。另外，即使在當(dāng)在高溫高濕的環(huán)境下保存光盤時，也會發(fā)生翻卷。也有這種情況，即，若在光盤中發(fā)生翻卷時，那么在往光盤驅(qū)動器裝填時會產(chǎn)生故障，另外，若產(chǎn)生伴隨扭曲的翻卷，則光盤的振擺量增大、容易發(fā)生讀取錯誤，因此不能讀取。尤其是，在激光束的光點變小，且以高的線速度進(jìn)行記錄、再生時，由于振擺加速度變大，聚焦伺服機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性明顯地降低。
另外，根據(jù)本發(fā)明者們的研究知道，當(dāng)在光透射層上形成硬度更高的表面層以提高耐擦傷性時，由于在高溫高濕條件下的保存，會加大隨著扭曲的翻卷，振擺量明顯地增大，或者在上述表面層產(chǎn)生裂紋和破壞。而且知道，這樣的裂紋和破壞與在高溫高濕條件下的靜止的保存比較，在交互反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存的熱沖擊試驗中，發(fā)生得更加顯著。
本發(fā)明的目的在于在支撐基體表面具有信息記錄層、在該信息記錄層上具有光透射層、并通過該光透射層照射記錄或再生用的激光，在這樣的光信息媒體中，在充分確保光透射層的信息記錄層的保護(hù)功能之后，縮小激光的射束光點的直徑、而且提高線速度大時的記錄再生特性，另外，還提高媒體的保存穩(wěn)定性。
這樣的目的通過下述(1)～(8)的本發(fā)明來實現(xiàn)。
(1)一種光信息媒體，在支撐基體上具有信息記錄層，在該信息記錄層上具有光透射層、并通過該光透射層入射用于記錄或再生的激光，其中所述光透射層至少包含1層樹脂層，拉伸屈服強(qiáng)度為20～100Mpa、且拉伸屈服延伸率為0.1～15％的光信息媒體。
(2)在上述(1)的光信息媒體中，所述光透射層包括含有樹脂的至少1層的內(nèi)部層、以及鉛筆硬度比該內(nèi)部層還硬1個單位以上的1層的表面層，該表面層構(gòu)成媒體表面。
(3)在上述(2)的光信息媒體中，所述內(nèi)部層是樹脂薄層、或者是具有激活能射線硬化型樹脂的樹脂涂膜。
(4)在上述(1)～(3)中的任何一項的光信息媒體中，所述光透射層的厚度是30～200μm。
(5)在上述(1)～(4)的任何一項的光信息媒體中，所述光透射層至少包含2層環(huán)狀的樹脂層，所述樹脂層的至少1層是樹脂涂膜，該樹脂涂膜比與它鄰接且在支撐基體一側(cè)存在的樹脂層的內(nèi)周半徑更大。
(6)一種光信息媒體的試驗方法，對在基體上具有信息記錄層、在該信息記錄層至少具有1層的樹脂層的光信息媒體進(jìn)行保存穩(wěn)定性試驗，其中，將光信息媒體在溫差為70℃以上的高溫和低溫環(huán)境中分別交互曝光30次以上之后，檢查光信息媒體的機(jī)械精度以及所述樹脂層的裂紋和剝落。
(7)上述(6)的光信息媒體的試驗方法，其中，所述樹脂層具有2層以上。
(8)上述(6)或(7)的光信息媒體的試驗方法，適用于上述(1)～(5)的任何一項的光信息媒體。
在本發(fā)明中，在通過厚度100μm左右的光透射層進(jìn)行信息再生的光信息媒體中，將光透射層的拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率分別控制在規(guī)定范圍內(nèi)。
因此，在使媒體的翻卷和振擺量變小，且在高溫高濕環(huán)境下保存媒體時，以及在交互地反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存時，振擺量難以增大。如果振擺量減小，那么使線速度變快時的振擺加速度就變小。其結(jié)果，由于加快線速度時的聚焦伺服機(jī)構(gòu)錯誤減小，因此能實現(xiàn)高傳送速率。
這樣一來，在將光透射層作為樹脂層并和比它硬度高的表面層相疊層的情況下，當(dāng)在高溫高溫條件下保存時，以及在交互地反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存時，在表面層不會產(chǎn)生裂紋。
在媒體翻卷量和振擺量之間，沒有直接的關(guān)系。在翻卷量大的媒體中，振擺量有變大的傾向，但是例如在盤狀媒體翻卷成傘狀時，振擺量幾乎沒有增大。但是，盤的機(jī)械精度下降。另一方面，如果在盤狀媒體中發(fā)生伴隨扭曲的翻卷，作為翻卷量即使所測定的值小，振擺量也會變大。另外，在樹脂層中，拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率之間沒有直接的相關(guān)關(guān)系。
本發(fā)明對各種記錄層都適用。即，例如，不管是相變型記錄媒體，還是坑形成型記錄媒體，光磁記錄媒體都能適用。再者，通常在記錄層的至少一側(cè)以記錄層的保護(hù)和光學(xué)效果作為目的，設(shè)置了介電層和反射層，但在

圖1中省略了圖示。另外，本發(fā)明不限于圖示那樣的可記錄類型，在再生專用型中也可以適用。在該場合，在與支撐基體20形成一體的坑列上所形成的反射層構(gòu)成信息記錄層。
下面，說明本發(fā)明的媒體各部分的具體構(gòu)成。
為了維持媒體的剛性設(shè)置了支撐基體20。支撐基體20的厚度，通常是0.2～1.2mm，最好為0.4～1.2mm，可以是透明的，也可以是不透明的。支撐基體20和通常的光記錄媒體一樣可以由樹脂構(gòu)成，但也可以由玻璃構(gòu)成。在光記錄媒體上通常設(shè)置的凹槽(引導(dǎo)槽)21可以如圖所示，通過把設(shè)置在支撐基體20上的溝轉(zhuǎn)印到在其上形成的各層上來形成。凹槽21是從記錄再生光入射側(cè)看位于眼前一側(cè)的區(qū)域，相鄰的凹槽之間存在的條狀的凸起部分叫做凸部(land)。
光透射層2具有用來透射激光的透光性。本發(fā)明中的光透射層2的厚度優(yōu)選是30～200μm，更優(yōu)選在50μm以上、200μm以下，而且更優(yōu)選是70～150μm。若光透射層太薄，那么附著在光透射層表面的塵埃對光學(xué)的影響變大。另外，由于通過高NA化產(chǎn)生縮小光拾波器和媒體之間的距離的必要，因此，光拾波器變得容易與媒體表面接觸，但若光透射層薄，那么對于光拾波器的接觸就不能得到充分的保護(hù)效果。另一方面，若光透射層太厚，就難以達(dá)到高NA化的高記錄密度。再者，若光透射層厚，例如，若光透射層的厚度超過200μm，那么，很容易在媒體中產(chǎn)生大的翻卷，使振擺變大，因高溫高濕條件下的保存以及反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存使它們被加速。因此，在光透射層的厚度為該程度時本發(fā)明特別有效。
光透射層2的拉伸屈服強(qiáng)度是100Mpa以下，優(yōu)選為80Mpa以下，而且拉伸屈服延伸率是0.1％以上、優(yōu)選是1％以上。
若拉伸屈服強(qiáng)度太高，那么翻卷變大，媒體的機(jī)械精度下降。在高溫高濕條件下保存時以及在交互地反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存時，機(jī)械精度的下降明顯地加快。
若拉伸屈服延伸率太小，則媒體的振擺變大，尤其是，通過在高溫高濕條件下的保存以及反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存，振擺量明顯地增大，同時在光透射層中容易產(chǎn)生裂紋和破壞。
另一方面，在光透射層的拉伸屈服強(qiáng)度太低時，光透射層原來的效果，即保護(hù)信息記錄層的效果就會不充分。另外，在含有樹脂的內(nèi)部層上設(shè)置了比該內(nèi)部層硬度更高的耐擦傷性良好的表面層的疊層構(gòu)造中設(shè)置光透射層時，若光透射層的拉伸屈服強(qiáng)度太低，因高溫高溫條件下的保存、以及反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存，在表面層就產(chǎn)生裂紋。因此，拉伸屈服強(qiáng)度為20Mpa以上，優(yōu)選在25Mpa以上。
在光透射層的拉伸屈服延伸率太大時，光透射層變得太柔軟，強(qiáng)度不充分。另外，在設(shè)置上述的硬度高的表面層時，若光透射層的拉伸屈服延伸率太大，因高溫高濕條件下的保存、以及反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存，在表面層就會產(chǎn)生裂紋。因此，拉伸屈服延伸率為15％以下，最好為10％以下。
本說明書中的拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率是在JIS K7127-1989中規(guī)定的。測定它們時，試樣長度60mm、試樣寬度10mm、標(biāo)線間距離40±1mm、夾具間距離44±1mm、拉伸速度30mm/min其它的測定條件可以按照J(rèn)IS K7127-1989的規(guī)定。這些條件與JISK7127-1989不同，是因為為了使從媒體剝離的光透射層能夠測定，考慮了媒體(光盤)的尺寸(通常直徑是12cm左右)。此外，在光透射層沒有顯示出明確的屈服點時，使用抗拉強(qiáng)度代替屈服點。當(dāng)求抗拉強(qiáng)度時，必須規(guī)定永久變形，在本發(fā)明中將永久變形規(guī)定為0.5％。
這樣地，通過將拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率分別規(guī)定在上述范圍，能夠縮小剛制造后的媒體的翻卷量和振擺量，而且，能夠抑制因高溫高濕環(huán)境下的保存、以及反復(fù)進(jìn)行高溫保存和低溫保存所產(chǎn)生的振擺量的增大。因此，當(dāng)振擺加速度變大、容易發(fā)生聚焦伺服機(jī)構(gòu)錯誤的高線速度時，具體地說，在線速度為8m/s以上、特別是在10～35m/s時，能顯著地抑制聚焦伺服機(jī)構(gòu)錯誤的發(fā)生。另外，當(dāng)在光透射層中設(shè)置硬度高的表面層時，能抑制表面層的裂紋產(chǎn)生。
設(shè)物鏡的數(shù)值孔徑為NA，記錄光或再生光的波長為λ，用λ/NA≤680nm的驅(qū)動器進(jìn)行記錄或再生時，本發(fā)明的效果特別有效。即，用高NA的物鏡照射比較短的波長的記錄/再生光時特別有效，再有，若在400nm≤λ/NA的范圍能夠?qū)崿F(xiàn)良好的記錄、再生特性，通常該效果是充分的。
本發(fā)明的特征在于，光透射層的拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率在所述范圍內(nèi)，這樣就能實現(xiàn)上述各種效果。因此，對構(gòu)成光透射層的樹脂的具體構(gòu)成和光透射層的形成方法沒有特別限制。例如，也可以使用涂敷樹脂甚至硬化后成為樹脂的組成物并按照需要進(jìn)行硬化的方法，以及用紫外線硬化型粘接劑和粘合劑等粘貼預(yù)先制作的樹脂薄層的方法等中的任一種。但是，由于容易降低雙折射率，通過用旋涂法涂敷紫外線硬化型樹脂等激活能射線硬化型樹脂，之后用紫外線等的激活能射線硬化而形成光透射層的方法是優(yōu)選的。另一方面，如后所述的由內(nèi)部層和表面層構(gòu)成光透射層時，為了防止表面層產(chǎn)生裂紋，由于容易得到充分的拉伸屈服強(qiáng)度，因此，在內(nèi)部層最好使用樹脂薄層。
在激活能射線硬化型組成物中，通常，分別含有單官能或多官能的單體、低聚物和聚合物中的至少1種，而且還包含光聚合起始劑、光聚合起始助劑、聚合停止劑等。這樣的組成物可以通過從在例如日本專利特開平8-194968號公報中記載的高密度光盤用的保護(hù)涂敷劑的構(gòu)成材料適當(dāng)?shù)剡x擇組合而調(diào)制。作為在本發(fā)明中使用的組成物，希望至少含有在兩端具有官能基的線狀的二官能低聚物、以及單官能單體。若上述二官能低聚物的含量太少或者二官能低聚物的分子量太小，硬化后的拉伸屈服延伸率就會變小。如果使單官能單體與二官能低聚物的比率升高，那么幾乎不降低硬化后的拉伸屈服延伸率，能夠降低硬化后的拉伸屈服強(qiáng)度。另外，通過添加單官能單體，可提高光透射層和它在其上形成的表面之間的粘合性。但是，若單官能單體的添加量太多，硬化后的拉伸屈服延伸率就變小。且拉伸屈服強(qiáng)度過于變小。因此，根據(jù)在本發(fā)明中所要求的光透射層的物理性質(zhì)，可以適當(dāng)?shù)剡x擇二官能低聚物的含量、分子量、單官能單體的含量等。這樣的組成物可以從市場上選擇購買。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的激活能射線硬化型組成物，粘度比較高，具體地說，為1000～30000cP的程度。
本發(fā)明在這樣的構(gòu)造中特別有效，即，在含有樹脂的內(nèi)部層上層疊比該內(nèi)部層硬度更高的耐擦傷性良好的表面層，該表面層構(gòu)成光透射層的表面。優(yōu)選地，該表面層的通過JIS K5401中規(guī)定的鉛筆劃痕試驗機(jī)或以此為標(biāo)準(zhǔn)的裝置所測定的鉛筆硬度比內(nèi)部層的硬度大1個單位以上。表面層的具體鉛筆硬度優(yōu)選為在25℃下為HB～4H，更好是F～4H。若鉛筆硬度太低，則耐擦傷性不充分。另一方面，若鉛筆硬度太高，則柔軟性不充分，容易產(chǎn)生裂紋。
在設(shè)置了這樣的表面層時，如前所述，如果整個光透射層的拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率不在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)，在表面層就容易產(chǎn)生裂紋。
光透射層為表面層和內(nèi)部層的兩層結(jié)構(gòu)時，表面層的厚度優(yōu)選為0.1～10μm、更優(yōu)選為0.3～5μm。若表面層太薄，則保護(hù)效果不充分。另一方面，若表面層太厚，則使整個光透射層的物理性質(zhì)在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)就有困難，并且在表面層容易產(chǎn)生裂紋。
還有，光透射層為多層結(jié)構(gòu)時，在本發(fā)明中限定的拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率是整個光透射層的值，但由于表面層比內(nèi)部層薄，因此，表面層對整個光透射層的物理性質(zhì)的影響比較小。
內(nèi)部層可以是激活能射線硬化型組成物的硬化物，也可以是樹脂薄層。在使用樹脂薄層時，內(nèi)部層通常是包含用來粘接樹脂薄層的粘接層的多層結(jié)構(gòu)。粘接層最好是由激活能射線硬化型樹脂或粘接劑構(gòu)成。由激活能射線硬化型樹脂組成的粘接層的厚度優(yōu)選為0.5～5μm、更優(yōu)選為1～3μm。太薄的粘接層難以成為同樣的厚度，因此粘接力不充分。另一方面，若該粘接層太厚，則使整個光透射層的物理性質(zhì)在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)有困難。因為由粘接劑組成的粘接層不需要硬化，由于在硬化時沒有收縮變形，因此在媒體中難以產(chǎn)生翻卷，且在樹脂薄層中難以產(chǎn)生變形。作為粘接劑，可以使用例如丙烯酸系樹脂、硅系樹脂、橡膠系材料等。對由粘接劑組成的粘接層的形成方法沒有特別限定，但在樹脂薄層上涂敷的方法是優(yōu)選的。另外，也可以通過在透明的膜狀基材(基體材料)的兩面涂敷粘接劑形成粘接薄層，并將該粘接薄層用作粘接層。由粘接劑組成的粘接層的厚度可以是均勻的厚度，并且，為了得到充分的接合力可以適當(dāng)?shù)卮_定，但優(yōu)選為5～70μm、更優(yōu)選為10～50μm。若該粘接層太薄，則接合性會惡化，優(yōu)選為，接合合格率也會惡化。另一方面，若該粘接層太厚，由于必須使樹脂變薄，因此使整個光透射層的物理性質(zhì)在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)有困難。作為樹脂薄層構(gòu)成材料，優(yōu)選為例如聚碳酸脂、聚芳脂、環(huán)狀聚烯烴等的各種熱可塑性樹脂。
在由激活能射線硬化型樹脂構(gòu)成內(nèi)部層時，也可以將內(nèi)部層作成多層結(jié)構(gòu)。
表面層構(gòu)成材料只要是耐擦傷性良好的材料就可以，沒有特別的限制，但優(yōu)選是激活能射線硬化型組成物的硬化物，另外，包含聚硅氨烷和/或來源于聚硅氨烷的二氧化硅的材料也是優(yōu)選的。
對在表面層的形成中使用的激活能射線硬化型組成物，優(yōu)選地，多官能低聚物和/或多官能單體的比率比較高。由此，能夠使表面的硬度變高。若使單官能單體的比率比較高，可提高表面層和內(nèi)部層之間的接合性。
含有聚硅氨烷和/或來源于聚硅氨烷的二氧化硅的表面層，硬度十分高且耐磨損性很出色。在形成該表面層時，可以在內(nèi)部層上涂敷聚硅氨烷溶液，并在室溫或加熱條件下使它硬化。已經(jīng)公知，聚硅氨烷通過在大氣中加熱處理，由空氣中的水分進(jìn)行加水分解，形成純度極高的致密的二氧化硅。另外，通過在聚硅氨烷溶液中預(yù)先添加金屬催化劑，即使加熱到100℃左右，也能進(jìn)行良好的反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化成高純度的二氧化硅。
在本發(fā)明中，可使用具有Si-N-Si鍵的公知的各種聚硅氨烷，但具體地例如以下那樣的聚硅氨烷是優(yōu)選的。即，可使用具有(-Si(H)2-NH-)n結(jié)構(gòu)、n＝100～50000的環(huán)狀無機(jī)聚硅氨烷，鏈形無機(jī)聚硅氨烷或它們的混合物，以及用有機(jī)基置換與這些無機(jī)聚硅氨烷中的硅原子相結(jié)合的一部分或全部氫原子得到的聚有機(jī)氫硅氨烷。而且，還可使用在分子中含有氧的聚硅氧烷、使金屬醇鹽等發(fā)生反應(yīng)的聚金屬硅氨烷、以及使有機(jī)硼化合物發(fā)生反應(yīng)的聚硼硅氨烷等。作為這些聚硅氨烷的溶液，例如N-L110(日本東燃(株)制)可在市場上買到。
再者，作為調(diào)制聚硅氨烷的溶液時能使用的溶劑，可以列舉苯、甲苯、二甲苯等芳香族碳化氫系溶劑，或者醚、四氫呋喃、二氯甲烷、四氯化碳等。但是，適合作光信息媒體的光透射層的聚碳酸脂等熱可塑性樹脂被很多這些有機(jī)溶劑腐蝕，因此，當(dāng)在這樣的樹脂表面上直接涂敷聚硅氨烷溶液形成表面層時，必須注意謹(jǐn)慎地選擇稀釋溶劑。作為適合用作聚硅氨烷的稀釋溶液且不會腐蝕聚碳酸脂的有機(jī)溶劑，可以列舉例如丁醚等醚系溶劑。另外，即使是含有腐蝕樹脂的有機(jī)溶劑的聚硅氨烷溶劑，通過如下所示地設(shè)置適當(dāng)?shù)闹虚g層，也能夠沒有問題地適用。即，可以在由聚碳酸脂等熱可塑性樹脂薄層組成的內(nèi)部層中可以預(yù)先設(shè)置由激活能射線硬化型的樹脂(例如丙烯酸系紫外線硬化型樹脂)構(gòu)成的中間層，在該中間層的表面涂敷聚硅氨烷溶液并硬化。
中間層可以根據(jù)需要通過等離子體或電暈放電、紫外線等高能射線處理進(jìn)行表面改性。另外，可以適當(dāng)?shù)乜刂谱贤饩€等的激活能射線的照射量，在中途暫時停止聚合反應(yīng)，在表面涂敷所述聚硅氨烷溶液之后，重新照射激活能射線完成底層的聚合反應(yīng)。上述任何一種處理對提高襯底層和聚硅氨烷硬化覆蓋膜之間的密合性是有效的，結(jié)果，可以良好地保持聚硅氨烷覆蓋膜的表面硬度。另外，在所述中間層中使用的材料不受這些有機(jī)物的限定，可以根據(jù)需要使用由濺射所成的SiO2等無機(jī)薄膜或膠態(tài)二氧化硅被分散的紫外線硬化型樹脂等種種材料。
在涂敷聚硅氨烷溶液時，可以使用凹版涂敷法、浸涂法、噴涂法、以及旋涂法等現(xiàn)在眾所周知的涂敷方法。
這樣得到的聚硅氨烷硬化覆蓋膜以精密的高純度二氧化硅作為主要成分，可實現(xiàn)非常高的硬度。另外，由于聚硅氨烷的硅原子或氮原子結(jié)合的氫原子作為活性氫起作用，因此，該硬化覆蓋膜與內(nèi)部層表面(樹脂硬化層、樹脂薄層、中間層的表面)的密合性非常出色。在該硬化覆蓋膜中，聚硅氨烷可以一部分不轉(zhuǎn)化成二氧化硅，而原封不動地保留。
對所述中間層的厚度沒有特別的限定，但通常優(yōu)選為50～2000nm的程度。
可是，這樣得到的聚硅氨烷硬化覆蓋膜只是在該膜中能實現(xiàn)極高的耐磨損性，但根據(jù)需要，可以在聚硅氨烷硬化覆蓋膜表面設(shè)置與聚硅氨烷硬化物不同的組成物層作為最外層。具體地說，例如可以列舉以下場合，即，在聚硅氨烷硬化覆蓋膜表面覆蓋潤滑性膜以進(jìn)一步提高表面的耐磨損性和對光拾波沖突的耐性的場合，以及涂敷防水防油膜、使得難以附著污垢或者即使附著也容易擦去的場合等。
優(yōu)選地，潤滑性膜表面的動摩擦系數(shù)(在JIS K7125-1987中規(guī)定的動摩擦系數(shù))在0.4以下、特別優(yōu)選在0.3以下。對潤滑性膜的動摩擦系數(shù)的下限沒有特別限定，但通常是0.03左右。另一方面，防水性和防油性可以通過作為其物質(zhì)表面自由能指標(biāo)的臨界表面張力(γc/mNm-1)表示。它能夠從接觸角的實測值求出，對于表面張力已知的幾種飽和碳化氫液體(表面張力是γ1/mNm-1)測定平滑的物質(zhì)表面的接觸角(θ/rad)，在cosθ和γ1的圖表中，在cosθ＝1時外插值是γc。為了不沾某種液體，該物質(zhì)的γc必須低于所述液體的表面張力γ1。
作為具有這樣的潤滑性、或防水、防油性的膜，可由通常使用的材料構(gòu)成。作為其具體例子，可以列舉以丁基硬脂酸和丁基十四烷酸那樣的高級脂肪酸及其衍生物、二甲基硅氧烷衍生物為代表的硅油以及它們改性的材料、氟化烴系潤滑劑及其衍生物。另外，由于在聚硅氨烷硬化覆蓋膜表面露出聚硅氨烷和/或源于聚硅氨烷的硅，也可以使用氟化烴系的有機(jī)硅烷偶合劑。通常由于它具有氟化烴鏈與加水分解性的甲硅烷基結(jié)合的結(jié)構(gòu)，所述甲硅烷基和聚硅氨烷表面通過加水分解反應(yīng)形成堅固的化學(xué)鍵。因此，在表面設(shè)置的膜的耐久性很出色。在本發(fā)明中，可以從這些中適當(dāng)?shù)剡x擇，也可以使用同時具有潤滑性和防水防油性的材料。關(guān)于這樣的具有潤滑性或防水防油性的材料已被公開在日本專利特開平11-213444號和特開平6-187663號等公報上。
具有潤滑性或防水防油性的膜的厚度優(yōu)選在1nm以上，且優(yōu)選在500nm以下，尤其在100nm以下。如果膜太薄，就難以充分發(fā)揮它的功能。另一方面，如果膜太厚，就有降低設(shè)置高硬度表面層產(chǎn)生的效果的可能，而且有時也會產(chǎn)生光學(xué)透明性的惡化。
再者，在光透射層為由各激活能射線硬化型樹脂構(gòu)成的樹脂層的多層結(jié)構(gòu)時，通常，在涂敷用來形成下側(cè)層的組成物并硬化后，再涂敷用來形成上側(cè)層的組成物并硬化。但是，為了提高下側(cè)層和上側(cè)層的接合性，也可以在下側(cè)層成為半硬化狀態(tài)時，將上側(cè)層疊合，最終完全硬化全層的方法。
另外，在盤狀媒體中，是由上述的內(nèi)部層和表面層那樣的兩層以上的環(huán)狀樹脂層構(gòu)成光透射層的情況，而且，以后所形成的樹脂層為樹脂涂膜、尤其是用旋涂法形成的樹脂涂膜時，優(yōu)選地，以后所形成的樹脂涂膜的內(nèi)周半徑比與它鄰接并位于支撐基體一側(cè)的樹脂層(以前所形成的樹脂層)更大。例如，在由內(nèi)部層和表面層組成的兩層結(jié)構(gòu)的光透射層中，形成由樹脂涂膜或樹脂薄膜構(gòu)成的內(nèi)部層之后，通過旋涂法形成表面層。這時，如果涂敷開始位置(涂敷液供給位置)位于比內(nèi)部層的內(nèi)周邊緣更內(nèi)側(cè)(媒體的內(nèi)周一側(cè))，那么，由內(nèi)部層的內(nèi)周邊緣形成的臺階差將妨礙涂敷液的延展，容易在涂膜中產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象。該涂敷不均勻會引起聚焦伺服機(jī)構(gòu)錯誤。相反地，在用旋涂形成表面層時，如果將涂敷開始位置設(shè)置在比內(nèi)部層的內(nèi)周邊緣更外側(cè)(媒體的外周一側(cè))，就能夠防止上述涂敷不均勻的發(fā)生。這樣形成的表面層的內(nèi)周半徑比內(nèi)部層的內(nèi)周半徑更大。
此外，優(yōu)選地，為防止涂敷不均勻，樹脂涂膜的內(nèi)周半徑比以前所形成的樹脂層的內(nèi)周半徑大0.5mm以上、尤其大1mm以上。但是，必須做到在媒體的記錄再生對象區(qū)域中不存在上述樹脂涂膜的內(nèi)周邊緣，以便不妨礙記錄再生特性。另外，在上述樹脂涂膜是表面層時，為了防止記錄再生對象區(qū)域中的劃傷光透射層，有必要形成樹脂涂膜以完全覆蓋記錄再生對象區(qū)域。
下面，說明適合本發(fā)明的光信息媒體的保存穩(wěn)定性評價的試驗方法。
在該試驗中，在溫差是70℃以上、最好是80℃以上的高溫環(huán)境和低溫環(huán)境中，對在基體上具有信息記錄層，并在該信息記錄層中至少具有一層樹脂層的光信息媒體交互地曝光之后，檢查媒體翻卷等機(jī)械精度、上述樹脂層的裂紋和剝離。即，該試驗是熱沖擊試驗。若上述溫差太小，作為加速試驗作用就會變得不充分。但是，若上述溫差太大，或者高溫環(huán)境下的溫度太高，或者低溫環(huán)境下的溫度太低，就過于脫離現(xiàn)實的使用環(huán)境。因此，希望上述溫差不超過110℃。另外，若將在高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下每次分別曝光的動作計算為1個周期，那么該試驗中的周期數(shù)優(yōu)選地在30以上，最好在50以上。若周期數(shù)太少，作為加速試驗的作用就不充分。但是，若周期數(shù)非常多，就不能評價現(xiàn)實的保存穩(wěn)定性，因此希望周期數(shù)在500以下。
高溫環(huán)境下的溫度優(yōu)選在60～80℃，最好在65～75℃，低溫環(huán)境下的溫度優(yōu)選在-30～-10℃，最好在-25～-15℃。在高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下的保存時間優(yōu)選地，分別從20～60分鐘之間選擇。若保存時間太短，有媒體達(dá)不到環(huán)境溫度的危險。另一方面，若保存時間太長，試驗時間會變長，而且試驗精度不一定能提高。
在實施上述熱沖擊試驗之際，優(yōu)選地，通過將棒狀體穿過盤狀媒體的中心孔、并將該棒狀體水平地保持，使媒體表面垂直地保持。通常，由于對多個媒體進(jìn)行試驗，在媒體之間要設(shè)置足夠的間隔(優(yōu)選為10mm以上)以便使媒體彼此不重疊。還有，為了防止媒體滑動而與相鄰的媒體重疊，可以將切槽插在棒狀體的媒體配置位置，或者在該位置使棒狀體變細(xì)。
上述熱沖擊試驗適合于具有兩層以上樹脂層的媒體的保存穩(wěn)定性評價，尤其適合于上述的具有表面層和內(nèi)部層那樣的物理性質(zhì)不同的兩層以上的樹脂層的媒體的保存穩(wěn)定性評價。該熱沖擊試驗與在高溫、低溫環(huán)境下靜止保存的試驗比較，有可能更嚴(yán)格地評價關(guān)于光透射層的裂紋和剝離的發(fā)生。
在形成了凹槽的盤狀支撐基體(用聚碳酸脂制造、直徑120mm、厚度1.2mm)的表面用濺射法形成由Al98Pd1Cu1(原子比)組成的反射層，凹槽深度用波長λ＝405nm的光程長度表示，為λ/6。在凹槽·凸部記錄方式中，記錄道間距為0.3μm。
接著，用Al2O3靶用濺射法形成厚度為20nm的第2介電層。
然后，用相變材料構(gòu)成的合金靶、在第2介電層表面上用濺射法形成厚度為12nm的記錄層。記錄層的組成(原子比)為Sb74Te18(Ge7In1)。
接著，用ZnS(80摩爾％)-SiO2(20摩爾％)靶、在記錄層表面用濺射法形成厚度為130nm的第1介電層。
接著，通過旋涂在第1介電層表面上涂敷紫外線硬化型樹脂(在25℃時粘度為840cP)，通過照射紫外線形成厚度為97μm的內(nèi)部層。該紫外線硬化型樹脂含有環(huán)氧丙烯酸酯低聚物(二官能低聚物)、多官能丙烯酸單體、單官能丙烯酸單體和光聚合起始劑。接著，通過旋涂在其上涂敷紫外線硬化型樹脂(三菱レィョン(人造纖維)公司制造的MH-7361)，通過照射紫外線形成厚度為3μm的表面層，得到厚度為100μm的光透射層。25℃下鉛筆硬度在其表面層為H，內(nèi)部層為B。
再者，在形成表面層時，將涂敷液供給到比內(nèi)部層的內(nèi)周邊緣更外側(cè)。結(jié)果，表面層的內(nèi)周半徑比內(nèi)部層的內(nèi)周半徑大2mm。在用目視檢查所形成的光透射層時看不到涂敷不均勻和缺陷。
在形成表面層時，將涂敷液供給到比實施例1更外側(cè)。其結(jié)果，表面層的內(nèi)周半徑比內(nèi)部層的內(nèi)周半徑大5mm。在用目視檢查所形成的光透射層時，看不到涂敷不均勻和缺陷。
除了在光透射層中的內(nèi)部層的形成中使用粘度為3000cP(25℃)的紫外線硬化型樹脂外，與實施例1同樣地制作光記錄盤樣品。該紫外線硬化型樹脂含有環(huán)氧丙烯酸酯低聚物、二官能丙烯酸單體、單官能丙烯酸單體和光聚合起始劑，在含有二官能丙烯酸單體以代替多官能丙烯酸單體這一點上與實施1中使用的紫外線硬化型樹脂不同。
首先，通過旋涂在第1電介質(zhì)表面上涂敷自由基聚合系的紫外線硬化型樹脂溶液(ケミテツクス公司生產(chǎn)的4X108E、溶劑是丁基酢酸)，形成樹脂層。然后，將聚碳酸脂薄層(厚度為100μm)載置在樹脂層上。接著，照射紫外線使上述樹脂層硬化，作為接合層。比較例1除了在光透射層中的內(nèi)部層的形成中使用粘度為2000cP(25℃)的紫外線硬化型樹脂外，與實施例2同樣地制作光記錄盤樣品。該紫外線硬化型樹脂在含有環(huán)氧丙烯酸酯低聚物、單官能丙烯酸單體和光聚合起始劑這一點上與實施例2中使用的樹脂相同，但單官能丙烯酸單體的含量比實施例2的樹脂多。比較例2除了在光透射層中的內(nèi)部層的形成中，使用粘度為3000cP(25℃)的紫外線硬化型樹脂外，與實施例2同樣地制作光記錄盤樣品。該紫外線硬化型樹脂在含有環(huán)氧樹脂丙烯酸脂低聚物、單官能丙烯酸單體和光聚合起始劑這一點上與實施例2和比較例1中使用的樹脂相同，但單官能丙烯酸單體的含量比實施例2的樹脂多、而比比較例1的樹脂少。比較例3除了在光透射層中的內(nèi)部層的形成中，使用的紫外線硬化型樹脂是大日本インキ化學(xué)工業(yè)社生產(chǎn)的SD318(25℃時的粘度為140cP)外，與實施例1一樣地制作光記錄盤樣品。比較例4
除了在光透射層中的內(nèi)部層的形成中，使用的紫外線硬化型樹脂是日本化藥社生產(chǎn)的MD341(25℃時粘度為70cP)之外，與實施例1一樣地制作光記錄盤樣品。評價把在上述實施例和比較例中制作的光記錄盤樣品的光透射層用切割刀切成平面尺寸為60mm×10mm的矩形作為樣片，使用該樣片，根據(jù)JISK7127-1989，用才リエンテツク公司生產(chǎn)的TRM-100型坦錫倫(單紗強(qiáng)力試驗機(jī))測定拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率。將結(jié)果在表1～表3中示出。在切成樣片時，在樣片中往往附著介電層、記錄層、和反射層等，但這些層的附著并不影響拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率的測定值。高溫高濕保存試驗對上述各樣品用小野測器社生產(chǎn)的LM1200進(jìn)行翻卷量和振擺量的測定。另外，在80℃、80％RH的環(huán)境下保存100小時后也進(jìn)行同樣的測定。在保存后觀察表面層，檢查有無裂紋發(fā)生。將由保存引起的翻卷的增大量、保存前后的振擺量、裂紋發(fā)生的有無表示在表1中。表1高溫高濕保存試驗

*限定范圍外從表1中可知本發(fā)明的效果很明顯。即，拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸屈服延伸率在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)的樣品，在初期和保存后的任何時候振擺量也會變小，另外，在高溫高溫下的保存所引起的翻卷的增加很少。在本發(fā)明樣品中，在表面層沒有產(chǎn)生裂紋。相反地，在光透射層的拉伸屈服強(qiáng)度過低的比較例1和比較例2中，在表面層產(chǎn)生了裂紋。關(guān)于比較例1和比較例2的各樣品，在測定的光透射層的拉伸破壞延伸率這一點上，比較例1為76.3％，比較例2為50.0％。
在比較例3和比較例4中構(gòu)成內(nèi)部層的樹脂通常用在光盤的保護(hù)涂敷中。但是，由于與保護(hù)敷層相比光透射層的厚度大很多，因此，若將這樣的樹脂應(yīng)用于光透射層，由于高溫高濕條件下的保存會使光透射層被破壞。在表1中，這些比較例的翻卷的增加量之所以不能測定是因為光透射層被破壞。
在上述樣品之外，除了用聚硅氨烷硬化覆蓋膜作為表面層外，與實施例1一樣地制作光記錄盤樣品。該表面層通過，首先用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷聚硅氨烷的二甲苯溶液(東燃(株)生產(chǎn)的N-L110、固體成分濃度為20％(質(zhì)量百分比))、在室溫中保存一分鐘后在100℃下加熱30分鐘硬化形成。表面層的厚度為0.2μm。該表面層在25℃時的鉛筆硬度為4H。該樣品進(jìn)行與實施例1同樣的測定時，和實施例1有同樣的效果。熱沖擊試驗1對上述各樣品已使用小野測器社生產(chǎn)的LM1200進(jìn)行翻卷量和振擺量的測定。進(jìn)行上述的熱沖擊試驗以替代上述高溫高濕保存試驗。使用楠本化成株式會社生產(chǎn)的冷熱周期試驗機(jī)，溫差為90℃(高溫環(huán)境70℃、低溫環(huán)境-20℃)，保存時間分別為30分鐘，周期數(shù)為100。表2示出該熱沖擊試驗后的翻卷的增加量、保存前后的振擺量、以及裂紋產(chǎn)生的有無。熱沖擊試驗2除了溫差是60℃(高溫環(huán)境55℃、低溫環(huán)境-5℃)之外，和熱沖擊試驗1同樣地進(jìn)行熱沖擊試驗。表3示出該熱沖擊試驗所引起的翻卷的增加量、保存前后的振擺量、以及裂紋產(chǎn)生的有無。表2熱沖擊試驗1

*限定范圍外表3熱沖擊試驗2

*限定范圍外在上述熱沖擊試驗1中，由于溫差為700C以上，周期數(shù)為30次以下，因此，在表2中，實施例1和比較例1表現(xiàn)出明顯的不同。相反地，在上述熱沖擊試驗2中，由于溫差為不足70℃，因此，在表3中實施例1和比較例1的評價相同。由此結(jié)果，本發(fā)明的試驗方法的有效性很明顯。
再者，表1～表3中，在同一實施例和同一比較例中，保存前的振擺量稍有不同。這是因為不可能將相同的樣品供給不同的保存試驗。比較例5在形成表面層時，除了將涂敷液供給到比內(nèi)部層的內(nèi)周邊緣更內(nèi)測之外，和實施例1一樣地制作光記錄盤樣品。結(jié)果，表面層的內(nèi)周半徑比內(nèi)部層的內(nèi)周半徑大2mm。在用目視檢查所形成的光透射層時，從內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)能看到多處涂敷缺陷。
權(quán)利要求
1.一種光信息媒體，在支撐基體上具有信息記錄層，在該信息記錄層上具有光透射層，通過該光透射層入射用于記錄或再生的激光，其中，所述光透射層包含至少1層樹脂層，拉伸屈服強(qiáng)度是20～100Mpa，且拉伸屈服延伸率是0.1～15％。
2.如權(quán)利要求1中的光信息媒體，其中，所述光透射層包括含有樹脂的至少1層的內(nèi)部層、和其鉛筆硬度比該內(nèi)部層硬1個單位以上的1層的表面層，該表面層構(gòu)成媒體表面。
3.如權(quán)利要求2中的光信息媒體，其中，所述內(nèi)部層是樹脂薄層或是含有激活能射線硬化型樹脂的樹脂涂膜。
4.如權(quán)利要求1～3的任何一項中的光信息媒體，其中，所述光透射層的厚度是30～200μm。
5.如權(quán)利要求1～4的任何一項中的光信息媒體，其中，所述光透射層至少含有2層環(huán)狀的樹脂層，所述樹脂層中至少1層是樹脂涂膜，該樹脂涂膜的內(nèi)周半徑比與它鄰接且位于支撐基體一側(cè)的樹脂層的內(nèi)周半徑大。
6.一種光信息媒體的試驗方法，對在基體上具有信息記錄層、在該信息記錄層上具有至少1層的樹脂層的光信息媒體的保存穩(wěn)定性進(jìn)行試驗，其中，將光信息媒體在溫差為700℃的高溫環(huán)境和低溫環(huán)境中交互地分別進(jìn)行30次以上的曝光之后，檢查光信息媒體的機(jī)械精度以及所述樹脂層的裂紋和剝離。
7.如權(quán)利要求6中的光信息媒體的試驗方法，其中，所述樹脂層具有2層以上。
8.如權(quán)利要求6或7中的光信息媒體的試驗方法，其適用于 1～5中任何一項的光信息媒體。
全文摘要
一種光信息媒體,在支撐基體上具有信息記錄層,在該信息記錄層上具有光透射層,并通過光透射層入射用于記錄或再生的激光,其中,所述光透射層含有至少1層樹脂層,拉伸屈服強(qiáng)度為20～100MPa,且拉伸屈服延伸率為1～15%。還提供了對該光信息媒體的保存穩(wěn)定性進(jìn)行試驗的方法。
文檔編號G11B7/253GK1342977SQ0113245
公開日2002年4月3日 申請日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月5日
發(fā)明者小卷壯, 林田直樹, 平田秀樹 申請人:Tdk株式會社